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从1到300:长征火箭踏实腾飞,自信走出国门
军工资源网    2019-03-11 00:02:52    文字:【】【】【

2019年3月10日,长征三号乙运载火箭在西昌卫星发射中心成功发射,将中星6C卫星送入太空,标志着我国长征系列运载火箭完成了第300次发射。

从1970年4月24日长征一号运载火箭将“东方红一号”卫星送入太空至今,长征系列运载火箭运载能力不断增强、发射密度不断提高、技术不断发展,已经成为闪亮世界的一张中国名片。

第一个100次用时37年,第三个仅用时4年

1970年4月24日,长征一号运载火箭将我国第一颗人造地球卫星“东方红一号”送入太空,开启了我国自主进入太空时代的新纪元。

长征系列火箭经过近50年的发展,已发展成为拥有退役、现役共计17型运载火箭的“大家族”。其中长征一号、长征二号、长征二号E(长二捆)等5个型号已退役;长征二号丁、长征二号F、长征三号乙、长征五号、长征七号等12个型号在役。另有长征五号乙、长征六号甲、长征七号甲、长征八号4个型号在研,长征九号1个型号论证中。

待命发射的长征二号丁运载火箭。本文图片均来源:中国航天科技集团

长征系列运载火箭第一个100次发射用时37年(1970.4.24—2007.6.1)。长征系列运载火箭第二个100次发射则用时7年多(2007.6.1—2014.12.7)。而长征系列运载火箭第三个100次发射仅用了4年多的时间(2014.12.7—2019.3),时间大为缩短。值得一提的是,2018年长征火箭的年发射连续成功次数更是达到了37次的中国新高,在近20年世界各国航天发射史中,连续成功发射次数最高的一年,创造了世界航天发射的新纪录。

长征三号甲系列火箭即将迎来第100次发射。

在第三个100次发射中,长征火箭每年平均发射次数为25次,共将225颗航天器送入太空,实现了从每年几次发射,向十几次、几十次的跨越。4年间,长征火箭共将约240吨飞行器送入轨道,年均达60吨,仅次于美国、俄罗斯,位于世界第三。而这100次的发射成功率高达97%,同样处于世界领先水平。

“在上世纪八九十年代,每个型号很多时候一年也就一两次发射,有时候甚至两三年一次。以往一个发射队伍一发火箭在基地里待好几个月,现在一发火箭从运送至发射场到发射20天左右就可以完成发射。这在以前是不可想象。”长征二号丁运载火箭总指挥谈学军告诉澎湃新闻(www.thepaer.cn)。

“每个100次发射时间间隔的缩短,体现了运载火箭技术的进步、管理的完善和质量的提升,也反映了中国航天的发展和中国综合国力的快速提升。”中国航天科技集团宇航部部长尚志指出。

除了发射次数和发射密度的增加,火箭本身技术也在不断提高。1970年发射的长征一号运载火箭的运载能力是300千克。而到2016年11月3日,长征五号运载火箭首飞成功,我国运载火箭近地轨道和地球同步轨道的运载能力分别达到了25吨级和14吨级。40多年间,火箭运载能力提升了数十倍。

目前,长征家族中备受关注的新成员——长征九号重型运载火箭正在开展关键技术深化论证工作。长征九号运载火箭的近地轨道运载能力预计达50吨至140吨,将成为我国运载能力最大的一型火箭。长征九号火箭工程的实施,将进一步促进航天科技和工业发展,使我国在2030年前运载火箭技术迈入世界一流梯队。

长征五号、长征九号等都是我国新一代运载火箭,不仅能力强、技术新,而且采用了绿色环保无毒无污染的推进剂,实现了中国火箭动力系统向绿色环保的转型。

2015年9月20日,长征六号运载火箭的首飞成功,拉开了我国新一代无毒无污染运载火箭投入使用的序幕。随后,长征十一号、长征七号、长征五号新一代运载火箭先后登场,中国航天科技集团未来还将研制长征七号甲、长征八号、长征九号、新一代载人运载火箭,完成我国运载火箭的整体更新换代,绿色无污染的环保推进剂将成为中国火箭的主流。

以长征五号、长征七号为代表的新一代运载火箭现在采用的三种新型主发动机均采用无毒无污染的推进技术。三型新型发动机的研制,使我国运载推进技术水平大幅提高,同时也彰显了中国航天在绿色环保上为“美丽中国”做出的努力。

弄潮国际发射市场,长征火箭走出国门

上世纪80年代中期,美国在航天飞机飞行后,停止了一次性使用的运载火箭的生产。但航天飞机单次飞行成本过高,美国、法国运载火箭又接二连三出现发射事故,使国外卫星运营商们一时陷入了窘境。

一个大胆的构想产生了:走出去!用长征火箭承揽国外卫星发射业务。

1984年5月,航天工业部成立了一个由时任副部长刘纪原领导的国际商业卫星发射服务市场开发“十人小组”。经过一系列的运作,1985年10月,中国政府向世界正式宣布:长征系列运载火箭将投放国际发射服务市场。

1990年4月7日,长征三号火箭发射美国休斯公司研制的“亚洲一号”通信卫星获得成功,中国航天正式踏入国际商业卫星发射服务市场。截至目前,中国航天科技集团已完成了48次国际商业发射,发射了56颗国际商业卫星,并向国际客户提供17次搭载发射服务,发射了20多个国外小卫星/载荷。火箭的可靠性、适应性、成功率和入轨精度均跻身世界一流行列,打造了中国长征火箭世界知名品牌。

从上世纪90年代开始,长征火箭在接口设计上充分考虑了与国际卫星的兼容性,实践证明,长征火箭与美国、欧洲等国家和地区制造的卫星完全兼容,在发射、服务、技术保密等方面能够满足国内外用户的需求。长征火箭同时具有高可靠性、履约能力强、保险费率低等优势,具有较强的市场竞争力。

吊装中的长征火箭。

近年来,国际商业航天市场蓬勃发展,中国火箭已先后为老挝、白俄罗斯、阿尔及利亚等国提供了国际商业发射服务。长征系列运载火箭正借力国家“一带一路”倡议和双边多边合作机制,以更加开放的姿态,积极拓展航天应用领域,探索从航天制造、发射、地面到系统应用的全产业链的“一站式”服务,面向全球提供发射服务、整星出口、技术转让与培训、地面站建设等商业航天一揽子解决方案。

在2015年老挝一号广播通信卫星项目中,航天科技集团一院首创“天地一体化+商业运营”新模式,为长征火箭拓展国际商业发射市场开辟了新思路。未来,长征火箭不仅可以凭借其高可靠性、低成本、强履约能力等优势,较好地承担航天发射服务,还可以通过建设地面应用系统、培养航天科技人才,参与运营管理卫星资产等形式为用户提供整体服务。这种全新模式极大增强了长征系列运载火箭参与国际竞争的能力。

展望未来,长征火箭将更强、更完善、走得更远

运载能力是发展空间科学的基础,为推动我国运载火箭健康有序发展,尽快实现长征系列运载火箭更新换代。中国航天科技集团作为中国航天的主导力量,从顶层规划与实施,形成模块化、组合化、系列化的新一代长征系列运载火箭型谱。该型谱内容详实,重点突出,指导原则正确,需求分析全面,运载火箭能力梯度分档合理,发展路线明确,将指导长征火箭未来发展。

型谱中共确定9型基本型火箭。其中,小型火箭包括长征六号、长征十一号(700公里太阳同步轨道运载能力覆盖420公斤至1吨);中型火箭包括长征七号、长征六号甲、长征八号、长征七号甲(低轨运载能力为13.5吨,700公里太阳同步轨道运载能力覆盖1.0吨至5.0吨,地球同步轨道运载能力覆盖2.8吨至7吨);大型火箭包括长征五号、长征五号B(低轨运载能力为25吨,地球同步轨道运载能力覆盖7吨至14吨);重型火箭(低轨运载能力为140吨,LTO运载能力为50吨)。它们将共同构成未来几十年我国进入空间的主力和更新换代产品。新一代长征火箭整体技术达到国际先进水平,可靠性、适应性、安全性、环境友好性大幅提高,必将会更好地确保我国自主、自由、安全、可靠地进入空间能力的持续提升。

在《2017-2045年航天运输系统发展路线图》中,中国航天科技集团以5年为一节点,系统地规划了长征系列运载火箭的能力建设前景与发展蓝图:

到2020年,长征系列主流运载火箭达到国际一流水平,同时面向全球提供多样化的商业发射服务。其中,低成本中型运载火箭长征八号实现首飞,在役火箭实施智能化改造,商业固体运载火箭与液体运载火箭可为用户提供“太空顺风车”“太空班车”“VIP专车”等商业发射服务。

2025年前后,可重复使用的亚轨道运载器研制成功,亚轨道太空旅游将成为现实。同时,空射运载火箭将快速发射能力提升到小时级,智能化低温上面级投入使用,运载火箭将有力支撑空间重大基础设施建设、空间站运营维护、无人月球科考站建设,商业航天建成集地面体验、商业发射、太空旅游、轨道服务为一体的系统体系。

到2030年前后,重型运载火箭将实现首飞,为载人登月提供强大支持,并为火星采样返回提供强充足的运载能力。以火箭发动机为动力的两级完全重复使用运载器研制成功,火箭型谱更加完善,航天运输系统水平和能力进入世界航天强国前列。

2035年左右,运载火箭实现完全重复使用,以智能化和先进动力为特点的未来一代运载火箭实现首飞,高性能智能化空间运输系统将实现广泛应用,航天运输系统为基本实现社会主义现代化提供有力支撑。

2040年前后,未来一代运载火箭投入应用,组合动力两级重复使用运载器研制成功,核动力空间穿梭机出现重大突破,运输工具能够有效支持大规模的空间资源勘探和开发,小行星采矿和空间太阳能电站有望成为现实。

预计到2045年,我国进出空间和空间运输的方式将出现颠覆性变革,组合动力单机入轨重复使用运载器研制成功,新型动力进入实用性开发,天梯、地球车站、空间驿站建设有望成为现实。此外,在先进运输系统的支持下,针对太阳系内的行星、小行星、彗星等目标的人机协同探索可以常态化、规模化开展,探索和利用空间进入高速增长期。届时,我国航天运输系统将处于国际领先地位,航天综合实力位居世界前列,具有强大的国际竞争力、国际影响力和自主创新能力,有力助推我国建成航天强国。

“未来,中国航天科技集团将通过持续技术创新与基础能力提升等措施维护‘长征’品牌形象、保护‘长征’知识产权、做大做强‘长征’品牌,构建‘技术先进、成本优化、产品可靠、测发一流’的新一代长征系列运载火箭型谱,满足国内外各种卫星发射需求,突破国际发射服务市场封锁,继续占据中国航天发射服务市场主导地位,最终实现中国航天高质量发展,为航天强国建设做出新的、更大的贡献!”尚志指出。

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